Будущее мозга. Как мы изменимся в ближайшие несколько лет - Матео Ниро

В этой области исследований эксперимент с использованием оптогенетики, проведенный нейробиологом Сусуму Тонегава из Массачусетского технологического института, показал, как ложные воспоминания могут формироваться у грызунов, что лишний раз доказало пластичность функции памяти. В ходе эксперимента исследователи помещали грызуна в клетку, где животное чувствовало себя защищенным от неприятных стимулов, и, используя генетическую технику, помечали клетки мозга в области гиппокампа, где хранились воспоминания о пребывании в этом безопасном месте. На следующий день это же животное помещали в совершенно другую клетку, где оно получало отрицательные стимулы, и параллельно оптогенетическим методом при помощи света стимулировали те клетки мозга, которые активно работали, когда животное находилось в других условиях, то есть клетки, обладающие физическим представлением о безопасном контексте. Цель заключалась в том, чтобы опосредованно связать неприятный опыт с воспоминанием о первой клетке, где грызун чувствовал себя в безопасности. Некоторое время спустя животное снова поместили в первую клетку. Что же произошло на этот раз? Животное демонстрировало признаки страха вплоть до состояния оцепенения. Это позволило сделать вывод, что его мозг начал генерировать ложные воспоминания о негативном опыте в данной клетке, которого никогда не было. Несомненно, результаты всех этих экспериментов имеют трансцендентные клинические последствия. Но они также порождают новые вопросы и дебаты. Оптогенетика – это область, которая пока еще находится в разработке. Возможность манипулировать активностью определенных наборов нейронов с временными интервалами высокой точности значительно увеличила наши знания о мозге. Такие технологии могут революционизировать методы лечения неврологических и психических заболеваний. Тем не менее мы должны проявлять осторожность, чтобы не попасть в ловушку редукционизма в том, что касается наших выводов о работе мозга. Человеческий мозг является самым сложным органом во Вселенной, и мысли, чувства и поведение представляют собой результат его неустанной деятельности – активности порядка 100 000 миллионов нейронов, выстраивающих между собой взаимосвязанные сети. Знания о том, как работают отдельные нейроны или отдельные группы нейронов, недостаточно для того, чтобы объяснить, как функционирует человеческий разум. Сегодня людям под силу разобраться лишь в небольшой части того, что проявляется в результате организованной и скоординированной работы нейронных сетей в рамках определенного контекста, в котором находится человек. Поэтому крайне важно с ответственностью подходить к распространению информации о последних научных достижениях, не забывая указывать на их ограничения и избегать утверждений, не имеющих твердых доказательств, равно как и не допускать применения преждевременных разработок и методов на практике.

Технологии в сфере нейробиологии порождают новые философские дебаты, касающиеся фундаментальных вопросов. Если в будущем можно будет изменять умственную деятельность с помощью стимуляции мозга, возможно, перед людьми возникнут вопросы о собственной личности и о том, какую ответственность мы несем за свои действия.

Самым любопытным аспектом в механизме управления нейронами головного мозга при помощи света является момент его открытия. Как уже было сказано выше, оно стало возможным благодаря исследованию реакции на свет в клетках зеленых водорослей, проведенному Питером Хегеманном из Института Макса Планка в Германии. Примеры, подобные этому, лишний раз доказывают, насколько важно инвестировать в фундаментальную науку, даже если не всегда сразу очевидно, какие конкретные выгоды мы можем почерпнуть из них в будущем.

Летающий шотландец, как обычно называют профессионального велогонщика Грэма Обри, побившего все мировые рекорды на велотреках, всегда обладал большой изобретательностью, самостоятельно придумывал конструкции велосипедов и искал наилучшее положение тела для создания аэродинамики. И за этим огромным талантом скрывался человек, страдающий биполярным расстройством. Он давно пришел к выводу, что ему не нужна была помощь: она только усугубляла его состояние. Огромная проблема заключается в том, что миллионы людей по всему миру, страдающие различными психическими расстройствами, не получают надлежащего лечения именно тогда, когда оно больше всего необходимо. Вот почему сегодня все чаще и чаще возникает вопрос о разработке технологий, которые могли бы способствовать ранней диагностике и обеспечивали бы доступ к лечению в области психического здоровья.

Уже было доказано, что сеансы психотерапии через интернет могут оказаться крайне эффективной мерой при легких и умеренных формах депрессивного расстройства. При помощи подобных технологий связи мы могли бы охватить большее число людей. Другой вариант – это использование приложений, хранящих огромное количество данных о каждом человеке на его смартфоне или портативном устройстве, которые могли бы на основании анализа имеющихся показателей выявлять патологические состояния и заблаговременно предупреждать об их возникновении или обострении. В случае с биполярным расстройством, характеризующимся колебаниями уровня активности и энергии, смартфоны могли бы стать вспомогательным инструментом лечения, способным своевременно выявлять малейшие изменения в настроении. Математическое исследование больших баз данных показало, что определенные алгоритмы высокочастотных записей способны посредством анализа ответов на простые вопросы обнаружить подобные колебания в настроении намного раньше, чем это делает сам человек.

Депрессия характеризуется такими симптомами, как апатия, потеря способности наслаждаться жизнью, изменение режима питания и сна, медлительность или психомоторное возбуждение среди многого другого. Поскольку развитие подобных симптомов не всегда можно вовремя отследить во время спорадических лечебных консультаций, технологии позволят непрерывно контролировать смену настроения, например, с помощью приложений, регистрирующих тон голоса или режим сна, а также изменения в двигательной активности или в отношениях с окружающими. В ответ на такие запросы как: «У меня депрессия?», – поисковый сервер Google предлагает пройти специальный тест. В США не так давно была разработана анкета из девяти вопросов под названием PHQ-9 для выявления симптомов депрессии, с которой потом человек может обратиться за получением специализированной медицинской консультации. Цель данного инструмента заключается не только в том, чтобы облегчить доступ человека к лечению, но и в том, чтобы содействовать проявлению понимания со стороны общества в адрес человека, страдающего депрессией.

Похожие методы могут быть полезны и при выявлении психотических расстройств. На стадии, предшествующей приступу психоза, происходит рассинхронизация мыслительных процессов, а также изменение в использовании лингвистических синтаксических паттернов и паттернов движения. Недавнее исследование, проведенное IBM, показало, что компьютерный анализ лингвистических паттернов может сообщить о надвигающемся приступе психоза.

Подобные достижения стали возможными благодаря совместной работе исследователей в области нейробиологии, инженерии и психического здоровья, а также специалистов из других дисциплин, таких как компьютерная лингвистика. Благодаря целенаправленным усилиям ученые смогли не только разработать алгоритмы, выявляющие использование определенных слов, фраз, синтаксических шаблонов или других элементов, но и научить компьютерные программы и приложения выдавать более точные диагностические прогнозы. Как мы смогли убедиться на протяжении всей главы, технологии не являются волшебным решением, но они предлагают инструменты, способные своевременно выявлять, предотвращать и лечить различные психические расстройства.